Recykling paneli fotowoltaicznych
Stosowanie odnawialnych źródeł energii staje się coraz popularniejsze w Polsce. Panele fotowoltaiczne generują energię z promieniowania słonecznego i przyczyniają się do zmniejszenia emisji szkodliwych zanieczyszczeń. Przydomowa instalacja OZE pozwala uniezależnić się od dynamicznie zmieniających się cen energii. Moduły mają jednak swoją żywotność, a po zakończeniu pracy należy je utylizować lub poddać recyklingowi. Bardzo ważne jest mocowanie paneli fotowoltaicznych, a także sposób ich demontażu. Jak recykling i utylizacja paneli fotowoltaicznych wygląda w praktyce?
Żywotność paneli fotowoltaicznych
Postępowanie z panelami fotowoltaicznymi zależy od ich żywotności. Według badań, większość z nich jest w stanie funkcjonować prawidłowo od 25 do 30 lat i dopiero wtedy istnieje potrzeba wycofania z eksploatacji. Wpływ na efektywność działania mają parametry modułów, a także inne czynniki, w tym mocowanie paneli fotowoltaicznych. Trzeba jednak pamiętać, że w całym okresie działania paneli może występować stopniowy spadek ich mocy. Producenci przyznają, że używane panele fotowoltaiczne zmniejszają moc w pierwszym roku użytkowania o około 3-5%, natomiast w kolejnych latach występuje spadek na poziomie 1% wydajności rocznie. Są to wartości teoretyczne, które nie muszą sprawdzać się w praktyce. Rzeczywistość pokazuje, że w wielu przypadkach w okresie 20 lat wydajność paneli spada nie więcej niż tylko o 8-10%, dzięki czemu instalacja może działać bezawaryjnie w dłuższym czasie.
Punkty odbioru odpadów elektrycznych
W Polsce odpady z paneli fotowoltaicznych są traktowane podobnie jak elektrośmieci. Dyrektywy Unii Europejskiej dotyczące zbierania, transportu i recyklingu zużytych modułów obowiązują każdy kraj członkowski od 2014 roku. Celem tych przepisów jest ochrona środowiska naturalnego, ochrona zdrowia ludzi oraz wsparcie racjonalnego wykorzystania zasobów. Zgodnie z zapisami ustawy o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym, urządzenia służące do wytwarzania lub przesyłu prądu elektrycznego po zakończeniu okresu użytkowania nie mogą być wyrzucone do kosza na śmieci. Powinny być oddane do specjalnego punktu odbioru odpadów elektrycznych, w którym mogą zostać poddane obróbce lub utylizacji. W ten sposób możliwe staje się odzyskanie największej liczby elementów i ich powtórne użycie lub zniszczenie szkodliwych materiałów w pełni bezpieczny sposób.
Koszty utylizacji i dalsza obróbka paneli fotowoltaicznych
Utylizacja paneli fotowoltaicznych to realny koszt dla dotychczasowego użytkownika. Dokładne koszty zależą od masy oraz faktu czy panele zostaną dowiezione samodzielnie do punktu odbioru, czy doliczony zostanie transport. W pierwszym przypadku średnia cena wynosi około 1,50 zł za kilogram, w drugim — około 2,50 zł za kilogram. Nie są to wysokie koszty, zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę, że moduły w dużej mierze można poddać recyklingowi. Materiały takie jak aluminium lub szkło można z powodzeniem odzyskać i wykorzystać ponownie. Recykling paneli polega na demontażu ramy znajdującej się na modułach oraz oddzielenia elementów wykonanych z różnych materiałów. Następnie usuwane są dodatkowe części, takie jak przewody lub skrzynki przyłączeniowe, a materiały są cięte i zgniatane. Są to podstawowe czynności, lecz na tym nie kończy się recykling modułów.
Procesy stosowane podczas recyklingu
W omówiony powyżej sposób można odzyskać zdecydowaną większość szkła w celu ponownego wykorzystania. Sytuacja wygląda podobnie w przypadku elementów metalowych oraz ogniw fotowoltaicznych. Ogółem średnio około 80-90% tak uzyskanych materiałów można wykorzystać powtórnie. Warto dodać, że niektóre elementy pozyskane z paneli fotowoltaicznych muszą być poddane obróbce w bardzo wysokich temperaturach, nawet 500 stopni Celsjusza. W takich warunkach tworzywo sztuczne oddzielające poszczególne elementy odparowuje, a ogniwa krzemowe mogą być przygotowane do dalszej obróbki. Dotyczy to około 80% materiału, którego recykling polega na wytrawianiu kwasami oraz wzbogacaniu struktury w taki sposób, aby przywrócone zostały pierwotne właściwości. Pozostałe elementy ogniw krzemowych można poddać przetapianiu i formowaniu w tak zwane wafle, które posłużą do produkcji nowych paneli fotowoltaicznych.
Obróbka zużytych paneli - ograniczenie kosztów i zagrożeń
Dzięki wykorzystaniu procesów chemicznych, termicznych i mechanicznych utylizacja paneli fotowoltaicznych oraz ich recykling pozwala odzyskać materiał bez nadmiernych strat i ryzyka zagrożenia dla środowiska naturalnego. Dlatego recykling używanych paneli fotowoltaicznych może być bardzo opłacalny. Odzyskiwanie surowców z modułów umożliwia ich wykorzystanie nie tylko w ramach nowych instalacji fotowoltaicznych, lecz także w innych branżach i zastosowaniach. Według różnych szacunków do roku 2030 wartość materiałów odzyskanych poprzez recykling może osiągnąć poziom prawie 500 mln USD. Jest to kwota pozwalająca na produkcję nowych modułów fotowoltaicznych w liczbie stanowiącej ponad 30% ogólnej produkcji z roku 2015. Przekłada się to na możliwość ponownej produkcji nawet 60 mln nowych modułów fotowoltaicznych.
Utylizacja i wymiana paneli fotowoltaicznych
Współpraca wielu podmiotów na rynku
Utylizacja paneli fotowoltaicznych oraz ich recykling jest ważny z punktu widzenia zmniejszenia kosztów produkcji nowych modułów i ograniczenia negatywnego wpływu odpadów na środowisko naturalne. Procesy te wymagają dalszych badań oraz udoskonalania metod odzyskiwania surowców ze wszystkich elementów składowych paneli fotowoltaicznych. Istotna jest także współpraca różnych podmiotów zajmujących się produkcją, projektowaniem i recyklingiem tak, aby możliwe stało się zwiększanie efektywności odzyskiwania surowców. Wiele odpadów, które trafia na składowiska, można wykorzystać ponownie bez zanieczyszczania środowiska. Jest to również szansa na poprawienie opłacalności procesów związanych z odzyskiwaniem surowców oraz budowaniem nowych instalacji. Dlatego ważną kwestią jest wspólna odpowiedzialność za recykling zarówno producentów, jak i użytkowników ogniw fotowoltaicznych w całym okresie ich eksploatacji.
Nowatorskie metody recyklingu
W ramach Unii Europejskiej obowiązują jasne zasady wspierające proces recyklingu paneli fotowoltaicznych. W tej dziedzinie obserwujemy ciągły postęp pozwalający na zwiększanie efektywności i ekonomicznej opłacalności działań związanych z odzyskiwaniem surowców. W Polsce używane panele fotowoltaiczne stały się przedmiotem wielu badań, między innymi na uczelniach takich jak Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie. Celem jest prowadzenie działań badawczych i wdrożeniowych dotyczących utylizacji zużytych modułów fotowoltaicznych. Nowatorskie metody recyklingu mają pozwalać na odzyskanie niemal 100% surowców wraz z metalami szlachetnymi w takiej formie, aby było możliwe ich ponowne wykorzystanie. W ten sposób koszty procesu utylizacji będą po raz kolejny ograniczone i nie będą musiały obciążać użytkowników indywidualnych. Jest to więc wkład specjalistów pozwalający na zwiększenie opłacalności montażu paneli fotowoltaicznych oraz odpowiedzialnego gospodarowania surowcami przez producentów.